[发明专利]基于AODV协议的多信道多接口无线网络编解码方法

说明书

技术领域

本发明提出了一种基于AODV协议的多信道多接口无线网络编解码方法。

背景技术

随着智能手机，平板电脑等电子产品的普及，无线移动通信技术凸显出其广阔的市场前景和发展潜力，而如何优化无线网络结构并提高频带利用率更是此类技术中的一个重点，网络编码技术就是针对这方面的问题提出的一种新思想。

在进行网络编码的网络中，各个转发节点不仅要对数据包进行转发，还要在满足条件的情况下首先对其进行编码。研究表明，网络编码技术可以提高网络吞吐量，减少传输次数，降低平均传输时延，增强网络的鲁棒性。但目前网络编码的研究仍主要停留在理论阶段，实际应用尚不普及，且最初提出时网络编码只能应用在有线网络的多播传输模式下，直到2005年，能应用在无线网络中的网络编码才被提出，但其实际应用仍不广泛。而网络编码中的一个关键问题就是如何制造更多的编码机会以更好地提升网络吞吐量。

Ad-hoc网络使用的标准都提供了多个信道，然而传统网络中为保证邻节点间通信的可靠性，多采用单信道单接口，极大的浪费了频谱资源。由此可见，设计一个适用于多信道环境的通信协议非常重要。相应的，如果在每个节点安装与信道一对一的接口，在信道非常多的情况下，安装成本和芯片集成难度都会大幅度提高，因此，在接口数小于信道数情况下，重新设计网络编码规则，改进传输协议，使得接口可以根据情况在信道间自由切换也显得十分必要。而在AODV路由协议下进行网络编码，不仅可以减少数据包传输次数，提高网络吞吐量，还可以提高系统利用率，但是由于需要对数据包进行编码，为了保证系统能够正常运行，必须对数据包格式进行改进。

发明内容

本发明针对当前技术的上述不足，提出了一种基于AODV协议的多信道多接口无线Ad-hoc网络编解码方法。为达到上述目的，本发明采用了如下方法：

一种基于AODV协议的多信道多接口无线网络编解码方法，包括下列步骤：

1)对AODV协议下的数据包的格式进行改进，数据包分为两种类型，一种是原始数据包，一种是编码包，在每个数据包的数据包类型(type)条目后添加一些信息，包括以下几部分：

(1)包序列号(seq_num)：该数据包的序列号，与源IP一起共同作为该数据包的唯一标识，单独占据一个条目；

(2)包时间戳(timestamp)：该数据包的发送时间，用于计算时延，单独占据一个条目；

(3)邻居固定信道表：包括一跳邻居节点的IP(nb_ip)和该节点的固定信道ID(fixed_channel_id)两部分，该表为结构体字段，每个节点的信息占据一个条目；

(4)固定信道使用率表：包括信道ID(channel_id)和使用次数(usage_times)两部分，两部分占据一个条目；

(5)参与编码的原始数据包个数(encode_num)：参与编码的原始数据包的个数，若为1，则此包为原始数据包，没有编码包信息表，否则此包为编码包，需附上其所包含的每个原始数据包的信息，有编码包信息表，单独占据一个条目；

(6)编码包信息表：包括源节点地址(src_ip)，目的节点地址(dst_ip)，下一跳地址(next_hop)，原始数据包序列号(pkt_seq)和原始数据包时间戳(pkt_stime)五部分，该表为结构体字段，每个原始数据包的信息占据一个条目；

2)网络中各节点随机选择固定接口和可切换接口的工作信道；

3)源节点发送路由请求消息包到目的节点，包中携带包含自己及其一跳邻居节点的固定接口的工作信道信息的邻居固定信道表，发送过程中，路由请求消息包每经过一个节点，该节点就用自己及一跳邻居节点的邻居固定信道表对包中原邻居固定信道表进行替换，然后再发往下一跳节点；

4)路径上的每个节点根据路由请求消息包中携带的信息更新自身邻居固定信道表和固定信道使用率表，同时，各个节点的一跳邻居节点通过监听获取路由请求消息包并更新自身邻居固定信道表和固定信道使用率表；

5)目的节点收到路由请求消息包后向源节点回应路由请求回应消息包，包中携带包含自己及其一跳邻居节点的固定接口的工作信道信息的邻居固定信道表，发送过程中，路由请求回应消息包每经过一个节点，该节点就用自己及一跳邻居节点的邻居固定信道表对包中原邻居固定信道表进行替换，然后再发往下一跳节点；